[发明专利]一种电池隔膜涂层用粘接剂及其制备方法

说明书

本发明涉及一种电池隔膜涂层用粘接剂及其制备方法，所述粘接剂包含有含氟聚烯烃/亲水高分子树枝状接枝聚合物；其制备方法利用光敏剂将亲水高分子聚合物在紫外线的作用下接枝到含氟聚烯烃上，形成具有大量亲水基团的树枝状聚合物。将该粘接剂用于锂电池陶瓷隔膜，能够有效抑制陶瓷粉体的脱落，并有效提高隔膜吸液/保液能力；隔膜组装成电池后，电池具有循环性能优越、离子电导率高、倍率性能优异等优点。

技术领域

本发明属于锂离子电池技术领域，尤其涉及一种电池隔膜涂层用粘接剂及其制备方法。

背景技术

隔膜是锂离子电池的重要组成部件，隔膜的性能决定了电池的界面结构、内阻等，并直接影响电池的容量、循环性能和安全性等。陶瓷隔膜是在传统的聚烯烃隔膜上发展起来的新型高安全性隔膜材料，陶瓷隔膜的主要制备方式是将无机粉体(如Al₂O₃、SiO₂、TiO₂等)、粘接剂等分散在溶剂中，再通过流延法或浸渍法在聚烯烃隔膜基材表面形成陶瓷涂层。陶瓷隔膜的热收缩性能，对电解液的吸液率，浸润性以及应用了陶瓷隔膜的锂电池的离子电导率，容量保持和倍率性能受到无机粉体、粘接剂及制作工艺的影响。

目前对陶瓷隔膜涂层的主要研究方向包括无机粉体及其制作工艺，以及粘接剂的改性与合成，例如专利CN 106186008A公布的一种锂电池隔膜涂层用勃姆石及其水热制备方法，专利CN 103560219A公布了一种以聚多巴胺为粘接剂的陶瓷隔膜的制备方法。

其中，传统的粘接剂，例如聚偏氟乙烯、聚偏氟乙烯-六氟丙烯，虽然拥有良好的机械性能、耐化学性、粘接性，但是由于其本身的疏水性，在隔膜浸润性、电池的电化学性能方面有提升的空间；例如聚甲丙烯酸甲酯粘接剂，虽具有一定的吸液性，但粘接性能不好，容易导致隔膜陶瓷粉末的脱落，从而导致电池发生安全问题。因此，势必需要对现有的粘接剂进行改性处理。

发明内容

本发明的目的在于：针对现有电池陶瓷隔膜粘接剂亲水性差、粘接能力弱而导致的陶瓷隔膜浸润性差、陶瓷粉末易脱落等问题，提供了一种具有高亲水性、高粘接性、高电化学稳定的电池隔膜涂层用粘接剂及其制备工艺。

为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种电池隔膜涂层用粘接剂，所述粘接剂包含有含氟聚烯烃/亲水高分子树枝状接枝聚合物。本发明利用光敏剂将亲水高分子聚合物在紫外线的作用下接枝到含氟聚烯烃上，形成具有大量亲水基团的树枝状聚合物。

其中，该电池隔膜涂层用粘接剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤(1)：制备含氟聚烯烃、亲水高分子、光敏剂的混合溶液：将光敏剂、含氟聚烯烃、亲水高分子按重量比0.3-0.5:50-80:80-100加入到溶剂中，搅拌4～6小时，制成固含量为10～20％的混合溶液；

步骤(2)：制备含氟聚烯烃/亲水高分子接枝聚合物溶液：将步骤(1)制备的混合溶液置入紫外光反应器中，光照距离20～40cm，在惰性气体保护气氛中辐照10～30min，制得含氟聚烯烃/亲水高分子接枝聚合物溶液；

步骤(3)：将步骤(2)中制得含氟聚烯烃/亲水高分子接枝聚合物溶液进行喷雾干燥，即制得电池隔膜涂层用粘接剂。

优选地，步骤(1)中，所述的光敏剂为二苯甲酮、二苯基乙酮中的至少一种。

优选地，步骤(1)中，所述的含氟聚烯烃为重均分子量为150000～250000的聚偏氟乙烯、重均分子量为200000～300000的聚偏氟乙烯-六氟丙烯共聚物中的至少一种。

优选地，步骤(1)中，所述的亲水高分子为重均分子量为100000～150000的聚丙烯酸、重均分子量为80000～150000的聚丙烯腈中的至少一种。